節能砌塊隱形密框結構力學行為與性能抗震設計方法

《節能砌塊隱形密框結構力學行為與性能抗震設計方法》是依託華僑大學，由李升才擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：節能砌塊隱形密框結構力學行為與性能抗震設計方法
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李升才
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

以適於多層及中高層建築並有廣闊發展前景的新型建築結構——節能砌塊隱形密框結構為對象，圍繞基於性能抗震設計中的兩個關鍵問題，即合理計算結構在不同設計地震水平下的位移反應和確定實現預定建築功能的結構變形容許值開展系統研究。在節能砌塊隱形密框結構的核心組成構件——節能砌塊隱形密框複合牆體和節能砌塊隱形密框結構力學行為與抗震性能試驗研究基礎上，結合理論分析和數值模擬，提出節能砌塊隱形密框複合牆體構件的單元模型和恢復力模型以及節能砌塊隱形密框結構的恢復力模型，研究節能砌塊隱形密框結構在不同設計地震水平下的地震反應實用分析方法和實現預定功能的結構變形容許值。力圖建立節能砌塊隱形密框結構基於性能的抗震設計理論與方法。為節能砌塊隱形密框結構在多層及中高層建築中的套用和抗震模式規範的編制提供科學依據。研究結果對基於性能的抗震設計理論和方法在新型結構中的套用和發展具有重要的科學意義。

結題摘要

節能砌塊隱形密框結構是一種新型節能建築結構，對其力學行為和性能抗震設計方法進行研究是國家建築節能和基於性能抗震設計方法貫徹執行的需要。本項目就是在這種背景下提出的。本項目完成了以下試驗研究及有限元分析：① 完成了12片牆體試件抗震性能低周往復載入試驗，分兩大組，兩大組分別是為實現正開窗洞和偏開門洞節能砌塊隱形密框複合牆體的抗震性能設計目標，通過分別對3組6片正開窗洞及相應尺寸的不開洞的和3組6片偏開門洞及相應尺寸的不開洞的1/2比例縮尺節能砌塊隱形密框複合牆體試件進行擬靜力試驗，並通過與相應尺寸的不開洞節能砌塊隱形密框複合牆體試件的比較，研究正開窗洞和偏開門洞牆體的抗震性能。② 完成了24片牆體試件抗震性能低周往復載入試驗，分4大組，4大組分別是為實現變化軸壓比、剪跨比、洞口大小、洞口位置的節能砌塊隱形密框複合牆體的抗震性能設計目標，進行水平低周往復載入擬靜力試驗，研究牆體的抗震性能。對比研究分析不同的軸壓比、剪跨比、洞口大小、洞口位置試件的剛度、承載能力、延性、滯回耗能能力，得到軸壓比、剪跨比、洞口大小、洞口位置對節能砌塊隱形密框複合牆體的破壞形態、延性係數、耗能能力、斜截面承載能力的影響規律，以及各參數下牆體斜截面承載能力的計算公式、單元模型和恢復力模型等。並確定了各不同的抗震性能水平下的變形容許值。③ 基於本課題組的試驗數據，採用ABAQUS有限元軟體對不同剪跨比節能砌塊隱形密框牆體進行數值模擬，並與試驗試件進行對比分析。經試驗滯回曲線與模擬滯回曲線對比可知，採用ABAQUS有限元軟體對試驗試件的數值模擬取得較好的效果，尤其試件的骨架曲線吻合較好，有明顯的上升段和下降段。通過以上研究取得如下成果：研究成果獲福建省科技進步三等獎1項；授權國家發明專利3項；在國內外期刊上發表論文13篇，其中2篇SCI收錄，9篇EI收錄。以上研究為建立節能砌塊隱形密框結構性能抗震設計方法提供了科學依據。為該結構在多層及中高層建築的套用奠定了基礎。